Особенности гладкомышечной ткани

ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

 

План лекции

 

1. Виды мышечной ткани в организме человека, ее физические и физиологические свойства. Сравнительная характеристика поперечно-полосатой и гладкой мышечной ткани.

2. Двигательная единица. Классификация.

3. Современные представления о механизме мышечного сокращения.

4. Виды и режимы мышечного сокращения. Теория тетанического сокращения.

5. Утомление в мышечной ткани.

 

 

Виды мышечной ткани в организме человека, ее физические и физиологические свойства. Сравнительная характеристика поперечно-полосатой и гладкой мышечной ткани.

 

Одним из наиболее распространенных проявлений возбуждения в возбудимых тканях является изменение длины – сокращение. В основе способности к изменению длины лежит свойство сократимости. Наиболее выражено это свойство в мышечной ткани.

Различают поперечно-полосатую и гладкую мышечную ткань. Гладкая мышечная ткань представлена во внутренних полых органах: мышечном слое стенки сосудов, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, матки и некоторых других. Поперечно-полосатая мышечная ткань составляет основу скелетных мышц. Особой разновидностью поперечно-полосатой мускулатуры является сердечная мышца. Физиологические особенности сердечной мышцы мы будем рассмат-ривать в четвертом семестре при изучении системы кровообращения.

 

Поперечно-полосатая мышечная ткань опорно-двигательного аппарата

Любая скелетная мышца состоит из 3-х типов мышечных волокон:

- быстрых, фазических мышечных волокон. В связи с относительно низким содержанием в указанных волокнах пигмента миоглобина данные волокна называют белыми;

- медленных, тонических мышечных волокон. В связи с относительно высоким содержанием в данных волокнах миоглобина, и в связи с особенностью окраски, данные мышечные волокна называют красными;

- волокон-рецепторов.

Основная функция первых двух групп волокон состоит в изменении длины мышц: формирование мышечного тонуса и различных вариантов быстрых (фазических) сокращений. Первые две группы мышечных волокон объединяют в группу экстрафузальных мышечных волокон. У волокон-рецепторов есть название-синоним – интрафузальные мышечные волокна.

На сегодняшней лекции мы рассмотрим особенности строения и физиологических свойств экстрафузальных волокон

Выделяют физические и физиологические свойства мышечной ткани. К физическим свойствам мышечной ткани относят вязкость, эластичность, пластичность. К физиологическим – раздражимость, возбудимость, лабильность, проводимость.

Физические свойства мышц

1. Растяжимость – способность менять длину под влиянием приложенной силы;

2. Эластичность – способность мышцы восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия сил, вызывающих ее деформацию;

3. Сила мышц – максимальный груз, который мышца способна еще приподнять;

4. Работа мышц – произведение поднимаемого груза на высоту подъема. Измеряется в кгм.

               А = Р х Δh, где А – работа выполненная мышцой, Р – вес груза, Δh – высота, на которую поднят груз.

  Максимальный объем выполненной мышцей работы отмечаеся при средних величинах нагрузки (см. рис. 1).

Работа (А)

 

 

 0                                                                                             Вес груза (Р)                                                                                    

 Рис.1 Объем выполненной работы мышцей в зависимости от величины

       груза 

    

Строение соматической поперечно-полосатой мышечной ткани

Скелетная поперечно-полосатая мышечная ткань состоит из мышеч-ных волокон диаметром от 10 до 100 микрон и длиной от 5 до 400 мм. Каждое мышечное волокно содержит до 1000, а в ряде случаев и более сократительных волокон – миофибрил, толщиной от 1 до 3 микрон. Каж-дая миофибрила состоит из множества толстых и тонких нитей – миофи-ламентов (соотношение тонких и толстых нитей 2: 1). Каждое мышеч-ное волокно поперечно-полосатой мускулатуры содержит большое количество ядер и представляет из себя симпласт. Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие – актина. Кроме того в состав тонких нитей входят еще белки тропонин и тропомиозин, формирующими с актомиозином единый регуляторный комплекс. Миозиновые нити имеют поперечно-ориентированные мостики, которые участвуют в механизмах взаимодействия актиновых и миозиновых нитей (см. рис. 2).

  Наряду с миофибрилами в саркоплазме мышечных волокон имеется система канальцев – саркоплазматический ретикулум, имеющих расширения в области биологической мембраны мышечного волокна (цистерны саркоплазматического ретикулума). В цистернах саркоплаз-матического ретикулума депонируются ионы кальция – Са⁺⁺. Мембрана мышечного волокна в области прилежания цистерн имеет характерную форму – форму буквы Т (см. рис. 2). Поскольку участок биологической мембраны саркоплазмы и цистерны саркоплаз-матического ретикулума связаны единой функцией, этот комплекс получил название Т-системы.

Особенности гладкомышечной ткани

Гладкомышечные клетки распределены в стенках внутренних орга-нов – сосудах, органах желудочно-кишечного тракта, мочевом пузыре, мочевыводящих путях, матке.

Гладкомышечные клетки имеют веретенообразную форму длиной от 50 до 400 микрон и толщиной от 2 до 10 микрон и содержат одно ядро. Сократительные элементы также, как и в скелетной мускулатуре пред-ставлены миофиламентами, содержащими актин, миозин и регу-ляторные белки. Однако, в отличие от скелетной мускулатуры в гладкомышечной ткани миофиламенты расположены беспорядочно, что и не приводит к возникновению поперечной исчерченности. В гладкомышечных клетках слаборазвит саркоплазматический ретикулум, поэтому ионы Са⁺⁺ депонируются в цитоплазме клеток. Особенностью миозина гладкомышечной ткани является его низкая АТФазаная активность, что приводит к медленному скольжению нитей актина и миозина по отношению друг друга. В этой связи гладкомышечная ткань характеризуется медленной, тонической формой мышечного сокра-щения. Кроме того, это приводит к низкой энергозатратности сокра-щения, поэтому в гладкомышечной ткани утомление развивается медленнее, чем в поперечно-полосатой ткани скелетных мышц. Между

 

Рис. 2 Схема Т-системы скелетного мышечного волокна

А – актиновые нити, М – миозиновые нити, ПМ – поперечные мостики,

С – саркоплазматический ретикулум, Ц – цистерны саркоплазматичес-кого ретикулума, Са⁺⁺ - депонированный кальций.

 

отдельными клетками гладкомышечной ткани имеются специальные образования – нексусы (электрические синапсы), позволяющие возбуж-дению в виде биоэлектрического процесса достаточно быстро распро-страняться ткани. Следует добавить, что гладкомышечные клетки способны переходить из состояния относительного покоя в состояние возбуждения без внешних воздействий, т.е. обладают свойством автома-тии. Сравнительная характеристика скелетных и гладких мышц представлена в таблице 1.

                                                                                                       Таблица 1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПЕРЕЧНО-ПОЛОСАТОЙ И ГЛАДКОЙ МЫШЕЧНОЙ ТКАНЕЙ

№ п/п	Поперечно-полосатые мышечные клетки	Веретена гладкой мышечной ткани
1.   2.     3.    4.   5.     6.     7.   8.	Входят в состав опорно-двига-тельного аппарата. Имеют быстрое колебание ме-мбранного потенциала при возбуждении. Не обладают способностью к регенрации. Иннервируются соматической нервной системой. Причиной возбуждения явля-ется возбуждение мотоней-ронов соматической нервной системы и распространение в объеме двигательной едини-цы.   Обладают способностью к быстрым, фазическим сокра-щениям (белые волокна) и медленным тоническим сокра-щениям (красные волокна). Не имеют пластического тону-са. Не обладают чувствитель-ностью к биологически-активным веществам и их аналогам.	Формируют оболочки внутрен-них органов. Имеют медленное изменение ме-мбранного потенциала при возбуждении. Обладают способностью к реге-нерации и восстановлению. Иннервируются автономной нервной системой. Причиной возбуждения является возбуждение автономной нерв-ной системы или в самих гладкомышечных клетках в связи с наличием свойства авто-матии. Распространение возбуж-дения при помощи нексусов. Обладают способностью к медленным, тоническим сокра-щениям.     Обладают способностью к плас-тическому тонусу. Обладают чувствительностью к биологически-активным вещес-твам и их аналогам.